close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5801

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5801
(13) C1
(19)
7
(51) C 08G 18/32
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИУРЕТАНОВ
(21) Номер заявки: a 20000669
(22) 2000.07.10
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Беларусьрезинотехника"
(BY)
(72) Авторы: Русецкий Валерий Викторович;
Беляева Валентина Ивановна; Михедов
Николай Николаевич; Русецкая Ирина
Григорьевна; Парахневич Светлана
Григорьевна (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Беларусьрезинотехника" (BY)
BY 5801 C1
(57)
Способ изготовления изделий из полиуретанов, включающий взаимодействие олигомера
с концевыми изоцианатными группами с аминным отвердителем при стехиометрическом
отношении аминогрупп отвердителя к изоцианатным группам олигомера 0,75-1,05 с последующим отверждением полученного при этом жидкого полиуретана до пластической
смолы и прессованием в изделия, отличающийся тем, что в качестве олигомера используют простые или сложные полиэфиры с концевыми изоцианатными группами, а в качестве аминного отвердителя используют систему отвердителей, состоящую из
блокированного отвердителя, содержащего 5-55 % блокированных аминогрупп от общего
числа свободных аминогрупп, и неблокированного отвердителя, содержащего 45-95 %
аминогрупп, при оптимальном отношении реакционных аминогрупп неблокированного
отвердителя к изоцианатным группам олигомера 0,55-0,65, при этом взаимодействие олигомера осуществляют при 40-70 °C сначала с блокированным, затем с неблокированным
отвердителем, а отверждение ведут при комнатной температуре в течение времени, за которое показатель твердости образующейся пластической смолы достигает 20-70 усл. ед.
по Шору А.
(56)
Русецкий В.В. и др. Каучук и резина. - 1989. - № 3. - С. 15-17.
US 3310533, 1967.
DE 1570548, 1969.
RU 2043369 C1, 1995.
Изобретение относится к технологии переработки литьевых полиуретанов, а именно к
способу изготовления из данных материалов различных резинотехнических деталей
сложной конфигурации и малой единичной массы при использовании метода прессования.
Полиуретановые эластомеры широко используются в различных отраслях промышленности в качестве конструкционного материала, благодаря его высокой износостойкости, хорошим прочностным свойствам и длительной химической стойкости к маслам и
нефтепродуктам.
BY 5801 C1
Известны методы переработки исходного форполимера путем жидкого формования [1, 2].
Однако при изготовлении такими методами деталей сложной формы на стадии заполнения форм жидкой композицией на рабочих поверхностях деталей образуются дефекты.
Устранение этих дефектов связано с высокой трудоемкостью и низкой эффективностью,
связанной с накоплением большого количества отходов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ переработки литьевых полиуретанов для получения изделий различного назначения методом прессования [3], включающий синтез полиуретанового каучука
на основе простых полиэфиров при использовании удлинителей цепи аминного типа и получение формовых резинотехнических изделий сложной формы и малой единичной массы
методом прессования полимерной пластической смолы.
Однако полученный в процессе синтеза полиуретановый каучук необходимо использовать для переработки в изделия прессованием в течение 6-7 ч после стадии получения,
при условии, что температура синтеза составляет 40-70 °С, а температура хранения не
превышает 30 °С.
Увеличение времени хранения делает невозможным получение изделий хорошего качества, поскольку происходит резкое увеличение твердости пластической смолы с потерей ценных физико-механических свойств.
Задача, решаемая данным изобретением, состоит в разработке способа изготовления
из полиуретанов резинотехнических изделий, а именно деталей сложной конфигурации и
малой массы, путем получения пластичной полиуретановой смолы повышенной жизнеспособности и дальнейшего ее прессования с обеспечением хорошей воспроизводимости
размеров изделий. Применение данного способа позволяет расширить ассортимент и повысить надежность резинотехнических изделий за счет обеспечения более высокого качества получаемых деталей и достижения высокой стабильности технологического
процесса. Кроме того, при использовании заявленного способа возможна организация
массового производства изделий из полиуретанов с временными разрывами между технологическими стадиями при сохранении технологических свойств пластической смолы полиуретановой композиции при хранении 8 часов и более.
Заявляемый способ получения резинотехнических изделий из полиуретанов включает
в себя следующие основные стадии: а) получение жидкой полиуретановой композиции в
реакторе периодического действия; 6) отверждение жидкой массы до гелеобразного состояния с получением пластической смолы; в) прессование пластической смолы в изделия
сложной конфигурации и малой единичной массы.
Первая стадия предложенного способа представляет собой процесс синтеза полиуретана путем взаимодействия олигомера на основе простых или сложных полиэфиров с концевыми изоцианатными группами с отвердителями аминного типа. Предпочтительными
олигомерами на основе простых полиэфиров являются форполимеры СКУ-ПФЛ-100,
СКУ-ПФЛ-74, адипрен Л-167, адипрен Л-100, а на основе сложных полиэфиров - СКУ-7Л,
вибратан В8080, вибратан В8083. При этом ведут последовательное смешение олигомера
с различными по природе отвердителями аминного типа, первично осуществляют взаимодействие с отвердителем, который содержит блокированные аминогруппы, а затем с отвердителем, содержащим неблокированные аминогруппы.
В качестве отвердителя аминного типа возможно использование Кейтура 21 (50 %
дисперсия комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате) с
блокированными аминогруппами, а в качестве отвердителя с неблокированными аминогруппами - диамета X (3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан).
Процесс получения трехкомпонентной полиуретановой композиции осуществляют в
реакторе периодического действия при температуре от 40 до 70 °С, регулируя температурный режим перед вводом каждого компонента. Вязкость полиуретановой композиции
при температуре смешения составляет 1000-5000 сПз, что позволяет обеспечивать равномерное распределение всех компонентов в объеме при скорости мешалки 200-400 об/мин.
2
BY 5801 C1
Полученную полиуретановую жидкую массу разливают листами толщиной не более
10 мм и выдерживают при комнатной температуре. При этом происходит образование
пластической смолы, что обусловливается отверждением полиуретана до гелеобразного
состояния, т.е. переходом смеси из вязкотекучего в пластическое состояние.
Жизнеспособность пластической смолы зависит от исходного содержания отвердителей в композиции. Оптимальным соотношением реакционных групп NH2 отвердителя с
неблокированными аминогруппами к NCO олигомера является соотношение 0,55-0,65.
Содержание блокированных аминных групп первого отвердителя не оказывает существенного значения на жизнеспособность пластической смолы, но влияет на физикомеханические свойства полученного полиуретана. Стехиометрическое соотношение общего количества аминогрупп отвердителей к функциональным группам олигомера составляет 0,75-1,05.
Установлено, что для обеспечения возможности дальнейшей переработки методом
прессования время вылежки пластической смолы определяется изменением твердости образующегося геля. Твердость в пределах 20-70 усл. ед. по Шору А гель достигает в течение 30-150 мин. При достижении данным показателем величины 20 усл. ед. пластическая
смола приобретает свойства, необходимые для получения заготовки детали для прессования, а при твердости выше 70 усл. ед. она теряет пластические свойства, способность к
переработке и разрушается при прессовании.
Полученная пластическая смола сохраняет свои свойства до 24 часов при условии, что
температура хранения не превышает 30 °С. Возможно также более длительное хранение,
но это требует охлаждения для предотвращения структурирования материала.
После достижения необходимой твердости пластическую смолу используют для изготовления деталей сложной конфигурации методом прессования при температуре 100170 °С и давлении 5 МПа и более. Время прессования в зависимости от размеров и сложности изделий может составлять от 5 до 60 минут. Допускается использование дополнительного термостатирования.
В таблицах представлены конкретные примеры осуществления заявленного способа,
включая рецептуры полиуретановых композиций и режимы синтеза (табл. 1) и прессования (табл. 2).
Пример.
Приготовление композиции осуществляют в реакторе периодического действия. Используют олигомеры на основе простых или сложных полиэфиров с концевыми изоцианатными группами. Отверждающие агенты вводят последовательно по следующей схеме:
50 % дисперсию аминного отвердителя 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в
пластификаторе, например в диоктилфталате, добавляют в олигомер и перемешивают при
температурах, указанных в таблице 1 в течение 2 мин. Затем вводят расплав аминного отвердителя 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан и перемешивают в течение 1 минуты
при температурах, указанных в табл. 1. Полученную жидкую полиуретановую массу выгружают в металлические поддоны слоем не более 10 мм и оставляют для выдержки при
комнатной температуре.
По достижении необходимой твердости пластическую смолу используют непосредственно для дальнейшего прессования в изделия, режимы представлены в таблице 2, либо
оставляют для хранения на определенное время при условиях, обеспечивающих сохранение ее физико-механических показателей. Физико-механические свойства полиуретана
представлены в табл. 2.
Предложенный способ изготовления деталей из полиуретанов путем прессования пластической смолы позволяет расширить ассортимент и повысить надежность резинотехнических изделий в узлах машин и механизмов за счет обеспечения более высокого качества
получаемых деталей.
3
BY 5801 C1
Таблица 1
Режимы синтеза
1. Олигомер:
на основе простых полиэфиров
(СКУ-ПФЛ-100), мас.ч
на основе сложных полиэфиров
(СКУ-7Л), мас.ч
2. Отвердитель:
Кейтур 21, мас.ч. % аминогрупп,
рассчитанный по стехиометрическому соотношению NH2/NCO
Диамет X, мас.ч. % аминогрупп,
рассчитанный по стехиометрическому соотношению NH2/NCO
3. Стехиометрическое соотношение NH2/NCO
4. Температура/время смешения
олигомера с Кейтуром 21, °С/мин
5. Температура/время смешения
олигомера с Диаметом X, °С/мин
6. Время образования пластической смолы, мин
7. Время сохранения свойств пластической смолы при комнатной
температуре, час
Сравнит
Пример Пример Пример Пример Пример
пример по
1
2
3
4
5
прототипу
100
100
100
100
100
100
16,0
55
1,5
5
6,6
45
4,6
25
11,3
35
19,5
100
8,8
45
18,5
95
5,5
55
9,4
75
14,0
65
0,95
0,95
0,95
0,75
0,95
1,05
62/2
40/2
60/2
49/2
53/2
85/2
70/1
40/1
62/1
50/1
55/1
30
120
60
150
120
90
2
28
6
32
24
24
Таблица 2
Режимы
Сравнит.
Пример Пример Пример Пример Пример
прессования
пример по
1
2
3
4
5
и показатели
прототипу
1. Твердость пластической смолы, усл. ед. по Шору А
40-50
20-30
60-70
30-40
50-60
40-50
2. Температура прессования, °С.
120
170
100
140
120
120
3. Давление прессования, МПа.
10
5
10
5
10
15
4. Время прессования, мин.
5. Внешний вид изделий
6. Условная прочность при разрыве, МПа
7. Относительное удлинение
при разрыве, %
8. Твердость полиуретана, усл.
ед. по Шору А
30
5
60
40
20
30
удовл.
удовл.
удовл.
удовл.
удовл.
удовл.
35
30
38
28
37
36
410
350
450
340
620
480
92
88
94
78
86
90
4
BY 5801 C1
Источники информации:
1. US 3310533, НПК 260-77.5, 1967.
2. DE 1570548, МПК С 08L 75/04, 1969.
3. Русецкий В.В. и др. Каучук и резина. - 1989. - № 3. - С. 15-17.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
115 Кб
Теги
патент, by5801
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа